蛇纹岩英文

（一）蛇绿岩地质特征及构造侵位

自从Steinmann（1927）赋予蛇绿岩为一组有成生关系的橄榄岩（蛇纹岩）、辉长岩、辉绿岩、细碧岩和有关岩石组合的定义以来，蛇绿岩已成为造山带研究中最重要的识别研究对象，其所赋予的涵义在于对消失古老洋壳的追溯和重建。特别是1972年由美国地质学会召集的彭罗斯会议（Penrose Conferences），从国际范围统一了蛇绿岩作为一组镁铁岩至超镁铁岩组合的概念和所代表的古代洋壳构造成因认识（Anonymous，1972）。Coleman（1977）的名著“Ophiolites-Ancient Oceanic Lithosphere”，是蛇绿岩研究史上最为重要的系统论述，其中有关构造侵位的观点至今仍具有重要意义。完整的蛇绿岩组合，自下而上为：①底部变质橄榄岩（构造岩）；②堆积橄榄岩向上过渡为层状辉长岩，顶部可能有分异的斜长花岗岩；③席状岩墙群，成分由玄武岩到角斑岩变化；④顶部的枕状熔岩，并与远海沉积物或金属沉淀物质呈互层。野外实际工作中，古老的造山带中很难发现非常完整的蛇绿岩岩石组合（张旗等，2003、2001），但变质橄榄岩、枕状熔岩和辉长岩的发现是普遍的.也是鉴别古老蛇绿岩的基本标志。

蛇绿岩中变质橄榄岩的认识是最具有意义的，它们通常已变为蛇纹岩，表现为与镁铁岩分开的孤立的构造透镜体，没有“根”，是异地的，其底部界面是构造位移的构造搬运面。变质橄榄岩主要为斜辉辉橄岩和纯橄岩两类，并常见前者。变质橄榄岩中见豆荚状铬铁矿床为特征，说明了豆荚状铬铁矿床在洋壳上地幔形成的特点，其原始构造的保存显示了在深部地幔火成熔融体中堆积而成的特点（Thayera，1969）。变质橄榄岩化学成分的有限范围，反映了它们独特的成因。MgO/（MgO+FeO）比值，纯橄岩为0.86，斜辉辉橄岩为0.85，CaO含量显著的低与堆积橄榄岩区别，并表现为Na、K等元素的亏损，但NiO（0.30%～0.38%）含量高于“底辟”的二辉橄榄岩亚类（0.24%），后者有高温侵位的特点，并不含辉长岩、辉绿岩或枕状熔岩等蛇绿岩的层序，是尚未固结的大陆地幔物质（Green，1967）。与上覆堆积岩和喷出岩相比变质橄榄岩总体上不相容元素（Ba、K、Rb、Sr、Zr、U、Th、REE）明显亏损，Cu、V、Ti亦亏损，但Ni、Co、Cr富集，煎茶岭镍矿床可能就是变质橄榄岩的产物。

变质橄榄岩之上的超镁铁到浅色岩系堆积杂岩层序是分离结晶作用形成的系列岩石，是相对于变质橄榄岩的另一个单元。堆积杂岩中的橄榄石自下而上Fe逐渐增加，堆积橄榄岩的蛇纹石化作用亦是极其广泛的，堆积层序中斜方辉石普遍存在但量显著低。由于堆积杂岩层序中分异作用的趋势显示，其较早阶段的岩浆就已亏损Ca和Al，且AFM图解中平均的大洋拉斑玄武岩与科马提岩投影区域相近的特点，Coleman（1977）推测蛇绿岩上部堆积层序的原岩浆可能是科马提岩的成分，是一个更富Mg的原岩浆结晶分离作用而成的。堆积杂岩的Cr、Ni含量较之变质橄榄岩要显著低（低一个数量级）。而堆积杂岩比变质橄榄岩要富Ca、Al和Na、K。

蛇绿岩最上部的海底喷出枕状熔岩是与VMS矿床最为关系密切的火成岩组成，与堆积杂岩相同的物质来源。由于在造山带中后期构造的肢解，往往最易发现的是枕状熔岩的分布，由于隐伏或肢解在没有发现蛇绿岩其他火成岩和沉积岩组成时，枕状熔岩是否能确定其代表洋壳的组成，还没有可靠的地球化学方法和构造方法予以判定。但已有人开始了大胆的探讨，认为豆荚状铬铁矿是古大洋岩石圈残片的重要证据（李江海等，2002），不过这与变质橄榄岩的来源的认识存在争论的认识是不相一致的（Coleman，1977）；另外，也有拉斑玄武岩质的枕状熔岩代表了洋壳残块的看法。蛇绿岩层序的枕状熔岩总体上都是一种富Na和水玄武质岩石，有交代学说和细碧岩成分学说，现在已基本接受了交代学说的主张。蛇绿岩中一个非常值得注意的特点是，整个蛇绿岩Cu都亏损，不论变质橄榄岩还是喷出岩。Cu的丰度值远比拉斑玄武岩的平均值要低。蛇绿岩中塞浦路斯型富Cu型VMS矿床的存在，似乎不能支持低Cu原始岩浆的观点，现代海底的观察结果也不支持Cu的原始亏损，看来只能是热液蚀变对喷出岩石的强烈改造。

变质橄榄岩贫Sr，但其87Sr/86Sr比值高于蛇绿岩的堆积岩和喷出岩，甚至比大陆玄武岩还要高，因此变质橄榄岩与蛇绿岩上覆的堆积杂岩和喷出岩没有成因关系，它可能是来自地幔更早期熔化事件的地幔残留物质。造山带中的蛇绿岩几乎都应该俯冲消减在岛弧或大陆壳下岩石圈地幔中，是由于基底仰冲而上升的，因此变质橄榄岩更可能是大陆地幔的物质（Coleman，1977）。

橄榄岩变为蛇纹岩的作用主要是水与火成矿物之间的水岩反应。蛇纹岩主要由利蛇纹石、斜纤蛇纹石和叶蛇纹石组成，含少量水镁石、滑石、磁铁矿和碳酸盐。利蛇纹石和斜纤蛇纹石能在温度低于350℃直至环境温度下形成，大部分蛇绿岩的蛇纹石化作用发生在大陆环境中，而不是大洋环境中。设想蛇绿岩是洋脊扩张形成，其形成之后肯定保持有高热流，海水和新生洋壳之间肯定有大规模的相互作用，据估计（Deffeyes，1970）现代海底洋脊系统玄武质物质增生为12.5km3/a，假设其下存在一个7～8km3侵入体，所产生的热量引起海底对流，1km3的玄武质岩浆从1200℃冷凝下降到300℃时，释放出总计1018卡的热量，1km3海水加热到300℃，大约需要3×1017卡的热量。因此，1km3冷凝的玄武质岩浆能使3km3的海水加热到300℃。可见扩张脊形成的新洋壳遭受热液蚀变是不可避免的。Bischoff and dickon（1975）的海水-玄武岩在200℃、500×105Pa条件下实验结果表明，玄武岩中的Mg不断被海水移出，形成一种富Mg绿泥石和蒙脱石，Ca作为CaSO4在实验早期即沉淀，K从玄武岩中被淋滤，Na在海水中几乎保持不变，海水中重金属Fe、Mn、Ni和Cu在实验条件下被淋滤，可形成富集浓度很高的流体。可见形成成矿流体，仅水-岩反应是可能的，而玄武岩中的Na并非由海水加入，与Ca、K等元素的衰减有关。在洋壳上部3km范围内的蚀变过程形成热卤水，并造成金属富集是极其可能的。

扩张脊形成的新生洋壳岩石组合最终均被带入一个消亡的板块边缘。但造山带中作为消亡洋壳的极其有限的极小部分（＜0.001%）的蛇绿岩，是何种构造机制保存在造山带中，是存在争议的问题。与板块机制相联系的最广泛接受的模式是仰冲-俯冲模式。稳定俯冲不能使部分洋壳分离并入大陆边缘，存在蛇绿岩板片仰冲到大陆边缘的事实（Coleman，1977）。这种仰冲已知最厚的蛇绿岩板片是在巴布亚（Davies，1974），厚12km，而大洋板块的平均厚度是60～100km，因此这样薄的蛇绿岩板片肯定是大洋板块顶部发生分离的结果。Karig（1972）提出俯冲的方向可以改变的观点，认为这将导致弧与弧或大陆边缘残余与弧的碰撞，从而引起洋壳的浅部分离。俯冲极向的改变致使边缘盆地破坏，可能提供了产生蛇绿岩侵位的一种机制。

（二）塞浦路斯型矿床

在洋区形成的富Cu块状硫化物矿床，在大陆边缘造山带中是作为侵位的洋壳碎块表现出来的。洋壳地层结构表明，伴有块状硫化物金属沉积的火山岩在顶部，似乎块状硫化物矿床仅局限于火山岩的范围，少量在辉长岩中富集。块状硫化物矿床倾向于层控特点，周围的火山岩典型地遭受海底热液蚀变作用的影响，属沸石或绿片岩相的变质作用的岩石。塞浦路斯型矿床的野外地质证据表明，这类矿床是在下部熔岩喷出之后形成的，形成于熔岩-海水的界面处，并形成于上部枕状熔岩形成之前。阿曼的块状硫化物矿床则富集于枕状熔岩层序的上部，即与塞浦路斯不同矿床不规则地分布于上部枕状熔岩之中。可见，这类矿床的成生部位并不局限于下部的火山岩层位。

所有显生宙蛇绿岩中发育的块状硫化物矿床，主要由黄铁矿（＞95%）、大量黄铜矿、闪锌矿、白铁矿和少量磁黄铁矿、方铅矿、金和银组成。石英、石膏、绿泥石和各种硫酸盐类是常见的脉石矿物。块状硫化物矿体是矿床的主要组成矿体，网脉带位于块状硫化物矿体之下，且火山岩角砾发育，并多被石英和黄铁矿所胶结，火山岩强烈蚀变，说明网脉带是成矿热卤水循环的通道。塞浦路斯和阿曼矿床清楚地表明，矿化明显受断裂控制，成矿热液沿有利的活动断裂形成成矿的热液循环体系（Gillis，2002），这些断裂并不切穿上覆的深海沉积物，说明成矿的断裂是原生的，是扩张中心的火山岩形成之后即在大洋中形成的。

与洋壳环境有关的VMS矿床的特点和成因，基本上是以塞浦路斯（Cyprus）矿床的研究而得以总结的。就全球蛇绿岩的发育而言，已发现的塞浦路斯型的VMS矿床数量与已知造山带中的蛇绿岩的数量是不能相比的，也就是说大部分蛇绿岩中并未发现有意义的VMS矿床，只是在少数蛇绿岩分布区找到了有工业价值的矿床。是由于勘查工作程度不够，还是成矿条件所限，目前尚不十分清楚。

塞浦路斯矿床位于地中海最东部土耳其Taurus海岸线以南75km处的塞浦路斯岛（面积9300km2），岛上由南北两个东西向的山脉和中间的一个平原组成，其中南部的特罗多斯（Troodos）山脉由一个几乎完整的蛇绿岩杂岩组成（88×29km2）。特罗多斯杂岩（Troodos complex）是迄今世界了解得最清楚的蛇绿岩杂岩。特罗多斯蛇绿岩所代表的洋壳是中生代（晚白垩世）特提斯洋的遗迹（Vida et al.，2000），大部分在非洲板块和欧亚板块碰撞（阿尔卑斯造山作用）期间或以前已遭受破坏。已有的地质、岩石、地球物理和地球化学的研究已经得出了明确的结论，塞浦路斯蛇绿岩杂岩代表了洋壳的一个移置板（块），是欧亚和非洲大陆之间俯冲-碰撞过程中，北部的洋壳碎块自北而南仰冲到塞浦路斯附近的非洲大陆之上的结果。但这个洋壳碎块是来自大洋的还是弧后盆地的洋壳，存在不同意见。还有，依据化学成分分析认识为岛弧成因的薄洋壳的观点（Ohmoto H.1996），Coleman（1977）则认为缺失岛弧火山碎屑岩等岛弧特有的层序，予以反驳。塞浦路斯特罗多斯杂岩自上而下分为4个单元（见图2-2）。

图2-2 塞浦路斯矿床岩石结构层序（a）和理想矿化剖面示意图（b）

①枕状熔岩：包括上部熔岩和下部熔岩，围绕特罗多斯穹丘分布，厚近0.8km，块状硫化物矿体赋存于下部熔岩中。一般认为呈不整合关系的上、下部熔岩成因上是不同的，上部熔岩为含橄榄石的玄武岩，是更基性（玻基辉橄岩和苦橄岩）的产物，可能是较晚期形成的；而下部基性熔岩，是过饱和的玄武岩，常强烈硅化。②席状辉绿岩：认为是上覆熔岩的通道。③辉长岩和花斑岩，还包括下部堆积的超镁铁岩：花斑岩即斜长花岗岩，主要由石英和钠质斜长石组成的浅色岩，有少量角山石和绿帘石，显示为花斑状结构，它构成了下伏辉长岩和上覆辉绿岩之间的隔开物，是玄武质岩浆熔融体的最终分异产物。④变质橄榄岩：主要由斜辉辉橄岩和纯橄岩组成，蛇纹石化广布，蛇纹石δ180（+12.6‰～14.1‰）非常高，是大气降水的产物，不是海水变质橄榄岩的蛇纹石化是侵位期间和侵位以后在大陆蚀变的结果。熔岩之上是深水赭土和放射虫页岩。产于下部熔岩的块状硫化物矿体由块状矿石和下部的硫化物网脉或细脉带矿石组成，块状矿石矿物组成为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、白铁矿、磁黄铁矿，网脉或细脉带矿石有黄铁矿、磁黄铁矿和次要的黄铜矿、闪锌矿（少量钴、金、银）组成。一些矿床为赭土覆盖（赭土贫锰、富铁，含针铁矿、磁铁矿和石英），局部同生断裂是重要的控矿条件（图2-2）。